马齿苋多糖的研究

用苯酚硫酸法对马齿苋多糖含量进行测定,设计正交实验确定马齿苋多糖提取的最佳工艺,马齿苋多糖的提取率高达9.23%。将其多糖分离纯化,进行理化性质试验测试,利用纸层析和气相色谱对马齿苋多糖中的单糖组成做了分析,马齿苋多糖中的单糖组成有葡萄糖、半乳糖、甘露糖、果糖、木糖、阿拉伯糖。     

黄土塬区不同土地利用方式土壤水分消耗与补给变化特征

对黄土塬区不同土地利用方式下2012年3—10月7龄果园(挂果初期)、17龄果园(盛果期)、小麦地、玉米地土壤水文状况进行分析,结果显示,0—600 cm试验土层7龄果园土壤贮水量最高,其次为玉米地、小麦地,17龄果园最低,且不同土地利用方式下贮水量随着降水量的变化而上下波动,但其变化滞后于降水。不同土地利用方式均表现为随土壤深度增加土壤含水量变异程度减弱的特征,且其土壤剖面的水分含量变化存在季节变异。农田和7龄果园中不存在土壤干燥化现象,而17龄果园土壤剖面存在较厚的干燥化土层,其分布深度为320—600 cm。不同的土地利用方式的土壤水分的消耗和补充深度有较大差异,17龄果园消耗深度为500 cm,补充深度为200 cm;7龄果园、玉米地和小麦地消耗深度分别为200、300 cm和300 cm,且补充深度均超过了测定的土壤深度,大于600 cm。     

大气颗粒物污染对土地覆盖变化的响应

土地利用-覆盖变化(LUCC)直接或间接影响颗粒物污染。了解颗粒物污染对LUCC的响应,对维护和改善生态环境具有重要的意义。基于卫星遥感技术,从广域的空间尺度分析颗粒物污染对LUCC的响应。使用MODIS数据分别提取与颗粒物污染相关性较高的城市用地、林地等土地利用类型,确定土地利用类型的变化趋势,利用长时间序列MODIS气溶胶光学厚度(AOD,Aerosol optical depth)产品分析颗粒物污染与土地利用类型的变化的相关性。以山东省青岛市、淄博市、济南市3个典型城市为例,研究了AOD随土地利用类型的变化趋势。同时,考虑并分析了颗粒物污染对土地利用变化响应的敏感性,以及城市区域变化对环境的影响。研究结果表明,不同的城市类型,由于决定环境变化主导因素的差异,颗粒物污染对LUCC的响应具有明显的差异。青岛市地区,由于受海洋影响显著,大气颗粒物污染与LUCC的相关性较低,如中度污染天气与林地的相关系数为-0.451;而淄博市和济南市的相关系数分别为-0.473、-0.507。     

In situ, in-liquid, all-electrical detection of Salmonella typhimurium using lead titanate zirconate/gold-coated glass cantilevers at any dipping depth

Most biosensing techniques are indirect, slow, and require labeling. Even though silicon-based microcantilever sensors are sensitive and label-free, they are not suitable for in-liquid detection. More recently lead zirconate titanate (PZT) thin-film-based microcantilevers are shown to be sensitive and in situ. However, they require microfabrication and must be electrically insulated. In this study, we show that highly sensitive, in situ, Salmonella typhimurium detection can be achieved at 90% relative humidity using a lead zirconate titanate (PZT)/gold-coated glass cantilever 0.7 mm long with a non-piezoelectric 2.7 mm long gold-coated glass tip by partially dipping the gold-coated glass tip in the suspension at any depth without electrically insulating the PZT. In particular, we showed that at 90% relative humidity and with a dipping depth larger than 0.8 mm the PZT/gold-coated glass cantilever showed virtually no background resonance frequency up-shift due to water evaporation and exhibited a mass detection sensitivity of Δm/Δf = −5 × 10⁻¹¹ g/Hz. The concentration sensitivities of this PZT/gold-coated glass cantilever were 1 × 10³ and 500 cells/ml in 2 ml of liquid with a 1 and 1.5 mm dipping depth, respectively, both more than two orders of magnitude lower than the infectious dose and more than one order of magnitude lower than the detection limit of a commercial Raptor sensor.     

真光层深度的遥感反演及其在富营养化评价中的应用

真光层深度直接影响水体中浮游植物的分布和初级生产力以及水体生态环境,是水生态研究的一个重要参数.利用2006年10月24日～11月2日太湖水下实测光谱数据和光合有效辐射(PAR)数据,通过数据的处理和分析,尝试建立真光层深度与水面以下遥感反射率的关系模型,并利用真光层深度与透明度的关系,建立水体富营养化真光层深度评价模型.研究结果表明:真光层深度与归一化遥感反射率具有很好的相关性;选用特定波段的归一化反射率作为变量,建立两者的关系模型能较好的反演真光层深度,所建立的模型算法中,指数模型拟合方程的综合效果好于其他模型,波段比值算法反演精度要好于单波段算法;利用利用真光层深度进行富营养化评价具有一定的应用价值,利用该模型对太湖水体进行富营养化评价,得出太湖西部湖区大部分已富营养化,东部湖区处于中营养化和轻度富营养化状态.     

不同风浪条件下太湖梅梁湾光合有效辐射的衰减

基于2003年7月12～17日在太湖梅梁湾进行的连续6d原位水下光场观测资料,分析了不同风浪条件下光合有效辐射(PAR)的衰减和真光层深度,探讨了影响水下光合有效辐射的主导因子.结果表明,整个观测期间向下PAR衰减系数为2.63～4.71·m^-1(均值为3.63±0.47·m^-1),对应的真光层深度为0.98～1.75m(均值为1.29±0.18m),显示1.5m以下深度浮游植物、沉水植物基本上无法获取足够的太阳光能进行光合作用.从小风浪到中风浪、大风浪向下PAR衰减系数分别是2.63、3.72和4.37·m^-1,衰减系数分别增加了41%、66%.透明度、PAR衰减系数、真光层深度与悬浮物浓度存在显著性线性相关,并且与悬浮物中无机颗粒物相关性最好,而与叶绿素a、脱镁叶绿素及溶解性有机碳相关性很低.多元逐步线性回归表明,叶绿素a和溶解性有机碳最先被剔除方程,说明在梅梁湾由于风浪扰动引起悬浮物浓度的改变是影响水下光场的主导因素.     

艾比湖地区土壤呼吸对季节性冻土厚度变化的响应

利用LI-8100土壤CO2排放通量全自动测量系统,于2010年1～4月测定了艾比湖地区不同植被类型样地的土壤呼吸速率,结合环境因子、冻土厚度及室内土壤理化性质分析,探讨了温带干旱区季节性冻土厚度变化对土壤呼吸的影响。结果表明：土壤温度在冻结期是影响冻土厚度的最主要环境因子,而解冻期冻土厚度变化与土壤温度等环境因子关系不显著（P>0.05）;冻土厚度在不同时期影响土壤呼吸速率的程度不同,冻结期两者呈显著正相关（R2=0.782,P<0.05）,解冻初期两者呈弱相关（P>0.05）;土壤呼吸速率在土壤冻结期与解冻初期不存在显著差异（P>0.05）,但在解冻完全期则表现出明显的增加趋势（差值为0.14～0.37μmol?m-2?s-1）,表明冻土融化会明显地增加土壤碳排放,从而增加大气中的CO2。研究结果初步阐明了艾比湖地区季节性冻土厚度变化对土壤呼吸的影响,为揭示全球变暖背景下冻土退化过程中的碳释放机理提供理论基础。     

啮齿类取食的物种偏好与时空格局

通过强烈消耗土壤种子库,动物取食种子对植物种群更新和群落动态产生深远的影响。一般认为种子被食概率的空间格局取决于种子密度和离母树的距离,而环境（如地形）异质性的影响则一直没有得到足够的关注,与此相关的机制及其影响程度亦不清楚。研究设计在野外埋放种子以模拟种子扩散后的情形,监测啮齿类对种子的取食,以检验种子取食受埋藏生境、时间及动物对种子种类的偏好等因素的影响。结果表明,经过1a实验,8种落叶阔叶树种子的累计取食概率为0～48．25％,平均值为20％;山顶部位的取食概率大致是其它部位概率的3倍;埋放在凋落物层中的种子被食概率大约为埋放在土壤层中概率的2倍。利用logistic回归模型进行统计分析表明,种子被食概率变化的45％可以被上述因素解释。其中,物种偏好是影响种子被取食概率的首要因素,其后依次是地形、埋藏时间和深度。啮齿类明显喜好较大的种子;其取食行为在山脊部位明显较其它部位更频繁和剧烈;对埋藏种子的取食从3月份开始加剧,到7月份以后平息下来。种子埋放深度对啮齿类的取食概率有显著影响。     

Root growth dynamics of Deyeuxia angustifolia seedlings in response to water level

A greenhouse experiment was performed to investigate root growth dynamics, plant growth, root porosity and root morphology of a marsh plant Deyeuxia angustifolia, one of the dominant species in the Sanjiang Plain, China. The aim of this study was to elucidate how this plant adjusts its root system to acclimate to different hydrological environments. Experimental treatments included three water depths: −5, 0 and 5 cm (relative to the soil surface). Biomass accumulation was higher in the −5 cm (0.90 g per plant) and 0 cm water-depth (1.18 g per plant) than that in the 5 cm water-depth treatments (0.66 g per plant), indicating that plant growth was inhibited in the high water level. Root:shoot ratio (0.67 versus 0.42–0.43), the length (16 cm versus 12–13 cm) and diameter of adventitious roots (0.47 mm versus 0.41 mm), and root number (167 versus 81–119 number of roots per plant) were higher in the 0 cm water-depth than those in the high and low water-depth treatments. Enhanced water level led to slightly increased porosity of main roots, but porosity was about 7% in all treatments. After 8 weeks, roots had been distributed into 14, 11 and 7 cm soil depth in the 0, −5 and 5 cm water-depth treatments, respectively, indicating that both high and low water levels led to shallow root systems. Our data suggest that D. angustifolia can adjust root morphology and root growth pattern according to water level, and that this plant has limited oxygen diffusion potential to the roots due to the reduced biomass in the high water level.     

不同土地管理方式对黑土土壤微生物量碳和酶活性的影响

在中国科学院海伦农业生态实验站长期定位试验区,对比研究了黑土自然恢复、休闲裸地和种植作物3种管理方式对0～10、20～30和40～50cm深度土壤的微生物量碳和脲酶、磷酸酶、过氧化氢酶和转化酶活性的影响．结果表明：0～10cm表层土壤的微生物量碳和土壤酶活性均表现为自然恢复〉种植作物〉休闲裸地处理,而20～30cm和40～50cm深度土壤的微生物量碳和土壤酶活性虽也存在差异,但不如表层土壤变化显著．自然恢复和种植作物处理的土壤微生物量碳和土壤酶活性均随土层深度增加而降低,而休闲裸地处理的土壤微生物量碳和脲酶、磷酸酶、过氧化氢酶活性却以20～30cm土层为高．相关分析表明,土壤全碳和全氮、土壤全碳和微生物量碳、土壤微生物量碳和4种土壤酶活性之间都存在极显著的正相关关系．土壤酶活性和土壤微生物量碳两项指标表明在自然恢复条件下黑土土壤质量较好．